具有同轴蓄能器和活塞的液压锤的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压锤，并更具体地涉及一种具有同轴蓄能器和活塞的液压锤。
【背景技术】
[0002]液压锤能附连到各种机器，例如挖掘机、反铲挖土机、刀架，或者其他用于铣削石料、混凝土以及其他建筑材料的类似机器。液压锤被安装在机器的动臂并且连接到液压系统。然后，向液压锤提供高压流体，以驱动往复式活塞和与活塞接触的作业工具。
[0003]活塞通常是包含在冲击系统内，其由外壳体包围并对其提供保护。阀控制流体流入并且流出活塞，且蓄能器在阀处提供流体储存器。一个或多个通道将阀与蓄能器连接。
[0004]1974年12月10日授予Eskridge等人的美国第3，853，036号专利申请Γ 036专利)公开了一种示例性液压锤。^ 036专利的液压锤包括往复地位于外壳体内的活塞。入口流体储存器和出口流体储存器设置成围绕活塞轴向端部的阀，其中流体储存器形成蓄能器。多个长流动通道将阀和流体储存器相连接以便移动活塞。
[0005]虽然'036专利的液压锤也许适合于某些应用，但是可能具有缺陷。具体地，^ 036专利的长通道可能增加液压锤内流体流动的时间。这样增加的时间可能会导致系统的延迟反应。例如，延迟可能在系统被激活和活塞被朝着作业工具向前驱动之间的时间发生，从而导致效率降低。
[0006]所公开的系统的目的是克服上文所述的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。
【发明内容】
[0007]在一个方面，本发明涉及一种液压锤组件，液压锤组件可以包括活塞，蓄能器膜和套筒。蓄能器膜可以置于活塞的外部并与其同轴，并且套筒可以设置在活塞和蓄能器膜之间。此外，套筒可以具有在其中形成的多个径向通道，其将蓄能器膜与活塞流体连接。
[0008]在另一个方面，本发明涉及一种操作液压锤的方法。该方法可以包括在入口处接收加压流体并轴向地引导加压流体进入蓄能器膜。此外，该方法可以包括重新径向地引导加压流体由蓄能器膜向内朝向活塞，并且用加压流体向上偏置活塞。
【附图说明】
[0009]图1是示例性公开机器的示意图；
[0010]图2是示例性公开液压锤组件的分解图，所述液压锤组件可以和图1中的机器一起使用；
[0011]图3是示例性公开蓄能器膜的剖视图，所述蓄能器膜可以和图2的液压锤一起使用；
[0012]图4和图5是不例性冲击系统的剖面图，所述冲击系统可以和图2的液压锤一起使用；以及
[0013]图6、图7、图8，和图9是图4和图5的冲击系统的示意图。
【具体实施方式】
[0014]图1示出了示例性公开具有锤20的机器10。机器10可以配置成执行与特定工业(例如矿业或建筑行业等)相关的工作。例如，机器10可以是反铲装载机(图1中所示)、挖掘机、滑移转向装载机，或任何其他机器。锤20通过动臂12和斗杆16可枢转地连接到机器10。可以设想，如果需要，可选择性地使用另一种联动装置。
[0015]在所公开的实施例中，一个或多个液压缸15可以提升、降低和/或摆动动臂12和斗杆16以便相应地提升、降低和/或摆动锤20。液压缸15可连接到机器10内的液压供给系统(未示出)。具体地，机器10可以包括栗(未示出)，该栗通过一个或多个液压供给管路(未示出)连接到液压缸15和锤20。液压供应系统可以从栗中引入加压流体(例如油)至锤20的液压缸15中。用于液压缸15和/或锤20的运动的操作员操纵装置可以位于机器10的驾驶室11内。
[0016]如图1所示，锤20可包括外壳30和位于外壳30内的致动器组件32。外壳30可将致动器组件32连接到斗杆16并为致动器组件32提供保护。作业工具25可操作地连接到斗杆16对面的致动器组件32端部。可以设想，作业工具25可包括能够与锤20相互作用的任何已知的工具。在一个实施例中，作业工具25包括冲击式钻头。
[0017]如图2所示，致动器组件32可包括子壳体31、衬套35以及冲击系统70。除其他组件外，子壳体31可包括锤架40和封头50。锤架40可为中空圆柱体，所述中空圆柱体沿其轴向长度具有一个或多个凸缘或阶梯。封头50可盖住锤架40的一端。具体而言，封头50上的一个或多个凸缘可与锤架40上的一个或多个凸缘联接以提供密封接合。一个或多个紧固机构60可将封头50牢固地附接至锤架40。在一些实施例中，紧固机构60可包括，例如，螺钉、螺母、螺栓或其他任何能够紧固所述两个部件的装置。锤架40和封头50可分别包括孔以容纳紧固机构60。
[0018]衬套35可置于子壳体31的工具端部内，并且可配置为将作业工具25连接至冲击系统70。销37可将衬套35连接至作业工具25。当作业工具25被锤20移位时，可配置为在衬套35内移动预定的轴向距离。
[0019]冲击系统70可以置于子壳体31的致动端部内，并且可配置为在供给加压流体时移动作业工具25。如图2中的虚线所示，冲击系统70可为组件，该组件包括活塞80、蓄能器膜90、套筒100、套筒内衬110、阀120以及密封件托架130。套筒内衬110可组装在蓄能器膜90内，套筒100可组装在套筒内衬110内，同时活塞80可组装在套筒100内。所有这些部件通常可相互同轴。阀120可安装在活塞80的端部上方并且可径向地位于套筒100和密封件托架130 二者内侧。密封件托架130的一部分可与套筒100轴向地重叠。另外，阀120可轴向地置于蓄能器膜90的外部。阀120和密封件托架130可完全位于封头50内。蓄能器膜90、套筒100以及套筒内衬110可以位于锤架40内。封头50可配置为在与锤架40连接时封闭套筒100的端部。此外，活塞80在其运行期间可配置成在锤架40和封头50内滑动。
[0020]活塞80可被配置成在锤架40内往复运动并且与作业工具25的一端接触。在所公开的实施例中，活塞80为圆柱形金属杆(例如钢杆)，其长度约为20.0英寸。活塞80可包括沿其长度变化的直径，例如轴向地置于较宽直径部段之间的一个或多个窄径部段。在所公开的实施例中，活塞80包括三个窄径部段83、84、85，这三个窄径部段83、84、85由两个宽径部段81和82分隔开。窄径部段83、84、85可与套筒100协作，以选择性地打开和关闭套筒100内的流体通道。
[0021]窄径部段83、84和85可包括足以便于与蓄能器膜90流体联通的轴向长度。在一个实施例中，窄径部段83、84、85可分别包括约6.3英寸、2.2英寸和5.5英寸的长度。另夕卜，窄径部段83、84、85可分别包括适合于选择性地打开和关闭套筒100内的流体通道的直径，例如约为2.7英寸的直径。在一个实施例中，宽径部段81、82可分别包括约为3.0英寸的直径并且被配置为滑动地接合套筒100的内表面。然而，其他实施例中可采用任何期望的尺寸。
[0022]活塞80还可包括冲击端86，所述冲击端具有比窄径部段83、84、85中任一部段更小的直径。冲击端86可配置为在衬套35内接触作业工具25。在一个实施例中，冲击端86可包括约1.5英寸的轴向长度。然而，其他实施例中可采用任何期望的尺寸。
[0023]蓄能器膜90可以形成圆柱形管，配置用于容纳足够量的加压流体供锤20通过至少一个冲程驱动活塞80。在一个实施例中，蓄能器膜90可以延伸到活塞80的轴向长度的大致一半。如图3所示，蓄能器膜90可以具有大约为10.0英寸的轴向长度LI，以及大约为4.8英寸的内径Dl。此外，蓄能器膜90可以在蓄能器膜90和套筒100之间的环形空间170中形成0.3升的体积。然而，在其他实施例中，任何期望的尺寸都可以用于蓄能器膜90。延伸部97可以形成于蓄能器膜90的一端(即在作业工具25附近)。延伸部97可以布置成与活塞80共轴并向内朝向活塞80。唇缘95可以形成于蓄能器膜90的相对端(即在阀120附近)，也可以向后延伸超出蓄能器膜90的一部分，以形成外部环形凹槽180或沟槽。肋条99可以从延伸部97延伸到唇缘95，如图3所示。蓄能器膜90可以由足以使凹槽180中的加压气体选择性地将蓄能器膜90向内朝向活塞80压缩的材料制成。在一个实施例中，蓄能器膜90可以包括弹性材料，例如合成橡胶。特别地，该材料可以包括硬度值为70的橡胶。在其他实施例中，蓄能器膜90可以包括任何合适的材料。
[0024]套筒100可以形成圆柱形管，其具有的轴向长度长于蓄能器膜90的轴向长度。套筒100可以包括位于作业工具25附近的第一端101，和远离作业工具25的第二端102。凹槽109可以形